초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 국내 현행 내진설계기준을 적용한 철근콘크리트교량 기둥에 대해 주기적인 반복가력 실험을 수행하였고, 실험과정 검토 및 실험결과에 대한 분석을 통해 기둥의 물리적인 손상상태별 대응하는 성능수준을 정의하였다. 또한 정의된 성능 수준에 대응하는 공학적 손상한계상태를 기둥의 변위비로 제안하여 국내 내진설계를 반영한 철근콘크리트교량 기둥에 대한 내진성능평가를 수행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 철근콘크리트교량 기둥에 대한 주기적인 반복가력 실험 수행
본 연구에서는 원형단면 크기,

□ 연구개요
본 연구에서는 국내 현행 내진설계기준을 적용한 철근콘크리트교량 기둥에 대해 주기적인 반복가력 실험을 수행하였고, 실험과정 검토 및 실험결과에 대한 분석을 통해 기둥의 물리적인 손상상태별 대응하는 성능수준을 정의하였다. 또한 정의된 성능 수준에 대응하는 공학적 손상한계상태를 기둥의 변위비로 제안하여 국내 내진설계를 반영한 철근콘크리트교량 기둥에 대한 내진성능평가를 수행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 철근콘크리트교량 기둥에 대한 주기적인 반복가력 실험 수행
본 연구에서는 원형단면 크기, 콘크리트 압축강도, 철근의 항복강도, 축방향 및 횡방향 철근비, 형상비, 축력비 등을 변수로 국내 현행 내진설계기준을 적용한 총 15본의 원형단면 기둥에 대한 주기적인 반복가력 실험을 수행하였다.
2) 철근콘크리트교량 기둥의 물리적 손상상태에 따른 성능수준 정의
철근콘크리트교량 기둥의 내진설계는 연성 거동을 확보하기 위해 실험적인 결과에 바탕을 둔 설계기준식에 의존하고 있다. 이와 같은 설계기준식은 어떤 파괴모드를 나타낼지 그리고 설계지진에 대해 어느 정도 수준의 내진성능을 보유하는지에 대해서는 명확히 평가할 수 없는 단점이 있다. 본 연구에서는 철근콘크리트교량 기둥에 대한 반복가력 실험 결과에 대한 분석을 통해 기둥의 물리적인 손상상태를 단계별로 구분한 내진성능수준으로 정의하였고, 물리적인 손상상태에 대응하는 공학적인 손상한계상태를 변위비로 제안하였다.
3) 내진성능평가를 위한 교량의 비선형 해석모델 개발 및 누적손상해석 수행
철근콘크리트교량 기둥의 지진하중에 대한 내진성능 및 제안된 손상한계상태 검증을 위해, 철근콘크리트교량에 대한 3차원 비선형 해석모델을 개발하였다. 비선형 해석모델은 파이버 요소를 이용한 상세모델로 지진하중에 대한 동적시간이력 해석을 수행하여 기둥의 누적손상에 따른 성능을 검토하였다. 또한 국외 지진파 및 2016년 경주와 2017년 포항에서 계측된 국내지진파 그리고 공학적 손상한계 상태를 사용한 교량의 지진취약도 해석을 통해 기둥에 대한 내진성능평가를 수행하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1) 학문적 기대효과
- 제안된 공학적 손상한계상태는 국내 내진설계를 반영한 철근콘크리트 기둥의 확률론적 내진성능평가에 현실적인 한계상태를 제공할 수 있다.
- 물리적인 손상상태에 대응하는 공학적 손상한계상태는 사회기반시설물의 손상 한계상태 개발연구에 중요한 데이터를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.
2) 산업발전 기대효과
- 제안된 공학적 손상한계상태를 활용하면 철근콘크리트교량 기둥에 대한 보다 상세한 내진성능평가를 기대할 수 있다.
- 상세한 내진성능평가에 의해 특정 목적 및 목표성능에 부합되는 합리적이고 효율적인 보수/보강을 수행할 수 있어 지진 안전성 확보를 기대할 수 있다.
3) 활용계획
물리적 손상상태에 따른 내진성능수준의 정의와 함께 제안된 공학적 손상한계상태는 현재 국내 내진분야에서 중점적으로 연구가 진행되고 있는 성능기반설계 연구에 핵심적인 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 1차년도 세부 연구목표 및 내용 ... 5
• 2.2 2차년도 세부 연구목표 및 내용 ... 9
• 2.3 3차년도 세부 연구목표 및 내용 ... 13
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 20
• 끝페이지 ... 32